効率的で安定したシリコンタンデム細胞は,アニオン工学による広帯域のペロブスキットによって可能である

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• 太陽光発電

背景:

• ペロブスキート/シリコンのタンデム太陽電池は,シングルジャンクションの太陽電池のショックリー-クエッサーの限界を上回る可能性を秘めています.
• タンデムデバイスのパフォーマンスを最大化するために,安定した,広帯域のペロブスキートトップセルの開発は不可欠です.

研究 の 目的:

• 高効率のペロブスキート/シリコンタンドムのアプリケーションのための安定した広帯域ペロブスキート太陽電池を設計する.
• パッシベーション層の最適化のための二次元 (2D) 添加物のアニオン工学の役割を調査する.

主な方法:

• フェネチラモニウムベースの2D添加物のアニオン工学が採用された.
• シリコンとペロブスキットのタンドム型太陽電池の製造
• 1000時間の連続照明による安定性試験

主要な成果:

• ~1.7 eVの帯域差を持つ安定したペロブスキート太陽電池が開発され,1000時間後に最初の20.7%の電力変換効率 (PCE) の80%以上を保持しました.
• アニオン工学により,2Dパッシベーション層の構造的および電気的性質を制御することが可能になった.
• シリコンタンドームの単体ペロブスキート太陽電池は 26.7%の高いPCEを達成しました.

結論:

• 開発されたペロブスキート太陽電池は,高性能で安定性があり,タンデムアプリケーションに適しています.
• 2次元添加物のアニオン工学は,ペロブスキート太陽電池の安定性と性能を高めるための重要な戦略です.
• 最適化されたタンデム装置は,広帯域のペロブスキート上部細胞とシリコン下部細胞の間の相乗スペクトル応答を強調して,重要なPCEを達成した.